能源与动力工程专升本2025年考点精讲测试试卷（含答案）

能源与动力工程专升本2025年考点精讲测试试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）1.下列关于理想气体状态方程pV=nRT的描述，正确的是（）。A.气体常数R仅与气体的种类有关B.该方程仅适用于定温过程C.在恒定温度下，气体的压强与其体积成反比D.该方程是经验公式，没有理论依据2.热力学第二定律的克劳修斯表述是（）。A.热量可以自动地从低温物体传向高温物体B.不可能从单一热源吸热并全部转化为功而不产生其他影响C.孤立系统的熵总是增加的D.可逆循环的热效率等于13.在稳定流动过程中，对于理想不可压缩流体，伯努利方程的表达式中，代表单位重量流体所具有的（）之和。A.动能和内能B.动能和势能C.内能和压力能D.压力能和热能4.下列哪个物理量是状态参数？（）A.热量B.功C.温度D.熵产率5.在水蒸气表中，饱和液态水与饱和蒸气共存时的状态参数称为（）。A.过热蒸汽状态B.湿饱和蒸汽状态C.饱和温度D.干度6.传热的基本方式不包括（）。A.热传导B.对流换热C.辐射换热D.机械做功7.在稳定流动绝热过程中，若忽略动能和势能变化，根据能量方程，流体吸收的热量等于其（）的变化。A.内能B.焓C.熵D.温度8.绝热隔板将一个容器分为两部分，一部分装有高温气体，另一部分装有低温气体。抽掉隔板后，气体混合达到平衡，此过程（）。A.符合热力学第一定律，但不违反第二定律B.违反热力学第一定律C.符合热力学第二定律，但不违反第一定律D.违反热力学第二定律9.在传热过程中，为了增强传热，通常采用（）措施。A.减小传热面积B.减小热阻C.降低流体温度D.减小辐射温度10.流体在圆管内做层流流动时，其速度分布特点是（）。A.线性分布B.抛物线分布C.等速分布D.管中心速度最大，壁面速度为零二、填空题（每小题2分，共20分。请将答案填在题后的横线上）1.工质经历一个状态变化过程，其内能变化只取决于初、终两个状态，而与过程是否有变化无关，这体现了状态参数的_______性质。2.1kg0℃的冰完全熔化成0℃的水，需要吸收_______kJ的热量（冰的熔化潜热为334kJ/kg）。3.理想气体的比热容是_______的函数，与过程是否可逆无关。4.自然对流是指流体因_______而引起的宏观流动。5.两个温度不同的物体相互接触，热量会自动地从_______物体传向_______物体，直到两者温度相等。6.湿饱和蒸汽的干度是指_______体积占蒸汽总体积的分数。7.在稳定流动能量方程中，(q-ws)代表单位质量流体流经设备时，从外界获得的_______。8.热辐射是指物体由于自身_______而向外发射电磁波的现象。9.当流体流过管道时，由于流体内部粘性力的影响，紧贴管壁的流体速度为零，此现象称为_______效应。10.评价热力循环经济性的主要指标是_______和_______。三、判断题（每小题1分，共10分。请将“正确”或“错误”填在题后的括号内）1.焓是物质的一种状态参数，它表示物质所包含的总能量。（）2.对于定温过程，理想气体的熵不变。（）3.绝热过程就是没有热量交换的过程，因此绝热过程一定是孤立过程。（）4.任何实际的热力过程都是不可逆过程。（）5.传热过程总是从高温物体传向低温物体。（）6.热导率大的材料，其保温性能一定好。（）7.流体在管道内做层流流动时，沿程水头损失与流速的平方成正比。（）8.理想气体膨胀过程，其内能一定减少。（）9.湿蒸汽是指干度小于1的蒸汽。（）10.做功能力是指热能转化为机械能的最大可能程度。（）四、简答题（每小题5分，共15分）1.简述热力学第一定律和第二定律各自的核心内容。2.解释什么是湿蒸汽？它包含哪些状态参数？3.简述影响对流换热的因素有哪些？五、计算题（每小题10分，共20分）1.某封闭系统经历一个热力过程，吸收了150kJ的热量，同时对环境做了100kJ的功。系统内能增加了多少？2.1kg空气从初态1（p1=0.5MPa,T1=300K）经过可逆绝热膨胀到终态2（p2=0.1MPa）。假设空气可视为理想气体，比热容为常数（cP=1.005kJ/kg·K,cV=0.718kJ/kg·K），且R=0.287kJ/kg·K。求终温T2和膨胀过程对外做的功。六、论述题（10分）试论述提高火力发电厂循环效率的途径有哪些？并简述其中一种途径的基本原理。试卷答案一、选择题1.C2.B3.B4.C5.B6.D7.B8.A9.B10.B二、填空题1.等价2.3343.温度4.温度差5.温度；温度6.干饱和蒸汽7.有效能（或热力学能）8.温度9.层流10.热效率；经济性（或折旧率等，意思相近即可）三、判断题1.错误2.正确3.错误4.正确5.正确6.错误7.错误8.错误9.正确10.正确四、简答题1.解析思路：分别阐述热力学第一定律（能量守恒与转化，ΔU=q-w）和第二定律（过程方向性，熵增原理，不可逆性，无法完全转化为功，热传递方向性）的核心思想。*答案要点：热力学第一定律指出能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或在系统与外界之间转换，总量保持不变。对于闭口系统，能量方程为ΔU=q-w。热力学第二定律指出自然界中一切与热有关的过程都是不可逆的，孤立系统的熵总是增加或不变（平衡态）。它也指出了热功转换效率不超过100%，热量不能自动地从低温物体传到高温物体。2.解析思路：定义湿蒸汽，并说明其组成和关键参数。*答案要点：湿蒸汽是饱和水与饱和蒸汽的混合物，即包含液态水和气态蒸汽的混合物。它存在于湿蒸汽区。其关键状态参数包括：压力（饱和压力）、温度（饱和温度）、干度（x，表示干饱和蒸汽的质量分数）和湿度（1-x，表示饱和水的质量分数）。3.解析思路：列举影响对流换热的物理因素。*答案要点：影响对流换热的因素主要有：流体的物理性质（如密度、粘度、比热容、热导率）、流体的流动状态（层流或湍流）、流体的对流方式（强制对流或自然对流）、流体的流动方向（顺流、逆流、横流）、换热表面的几何形状、大小和相对位置（如管径、管排数、管间距）、以及流体的雷诺数、普朗特数、努塞尔数等物性准数。五、计算题1.解析思路：应用热力学第一定律的普遍表达式ΔU=Q-Ws，注意W是轴功，过程为“对环境做功”即Ws为负值。*答案：ΔU=Q-Ws=150kJ-(-100kJ)=150kJ+100kJ=250kJ。系统内能增加了250kJ。2.解析思路：过程为可逆绝热过程，Q=0。利用理想气体状态方程和绝热过程关系式（pV^k=常数,T1/T2=(p1/p2)^((k-1)/k)或T2=T1*(p2/p1)^((k-1)/k)），先求终温T2，再根据绝热功公式Ws=cV(T1-T2)或Ws=cV*T1*(1-(p2/p1)^((k-1)/k))求功。*答案：*绝热指数k=cP/cV=1.005/0.718≈1.4。*T2=T1*(p2/p1)^((k-1)/k)=300K*(0.1MPa/0.5MPa)^((1.4-1)/1.4)=300K*(0.2)^(0.4/1.4)≈300K*0.574=171.2K。*Ws=cV(T1-T2)=0.718kJ/kg·K*(300K-171.2K)=0.718*128.8≈92.3kJ/kg。*(若使用R，Ws=R*T1*(1-(p2/p1)^((k-1)/k))=0.287kJ/kg·K*300K*(1-(0.1/0.5)^0.4)≈86.1kJ/kg。结果略有差异，取决于k值取值和计算精度，常用公式法。)六、论述题解析思路：阐述提高循环效率的基本途径，如提高蒸汽初温、初压、降低终压（或排汽干度），并选择其中一种进行原理说明。*答案要点：提高火力发电厂循环效率的主要途径包括：提高蒸汽的初温、初压；降低蒸汽的终压（即降低排汽湿度）；采用再热循环、回热循环等改进循环方式。*选择“提高蒸汽初温、初压”进行原理说明：提